JPS61174767A - 半導体素子電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシリコン半導体装置の電極構造に関する。

〔従来の技術〕

現在、シリコン半導体装置の電極としては、専らアルミ
ニウム電極が用すられている。しかし、高周波半導体装
置では高周波特性を得る之めＰ、ＩＮ　　接合を表面か
ら浅いところに形成することから、接合破壊と良いオー
ミック接合ができないという難点かあつ几。

接合破壊は、電極形成の際にアルミニウムとシリコンと
の反応がおこり、シリコンがアルミニウムとシリコンの
反応がおこり、シリコンがアルミニウムに溶けこみシリ
コン基板にビットが生ずる几めであるから、アルミニウ
ムとシリコンの合金を電極材として用いる方法あるいは
ＴＩＷ層？アルミニウム層とシリコンとの間に入れる方
法などの対策をとって込友。

１几オーばツク接曾の不良は、浅いＰＮ接合を形成する
几め、シリコン表面の不純物績度ｔ小さくしていること
による。この場付でも、良好な低抵抗の接合を得るため
シリコンと白金硅化物をシリコン表面に形成する方法が
知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の対策は満足な結果を与えていなり０すなわち、ア
ルミニウム合金化・ＴｉＷ層の介在があっても充分に接
合破壊を防ぐことができず、また白金硅化物層全設けた
場合に、白金硅化物とアルミニウム電極と全直接接触す
ると白金硅化物の白金とアルミニウムとが反応して接合
破壊を生じ易ｈ０ 本発明の目的は、上記の欠点を除去し一新規な構造の半
導体素子電極全提供することにある。

〔問題点を解決するｔめの手段〕

本発明の半導体素子電極は、シリコン半導体基板から順
に高融点金属の硅化物、高融点金属の輩化物およびアル
ミ系金属の３層が積層されている構造にしたものである
。

〔作　　用〕

半導体基板と接融する高融点金属の硅化物、例えばチタ
ン硅化物は半導体基板に対しシリコン不純物濃に関係な
く低抵抗のコンタク）Ｔｈ形成し、さらにアルミ系金属
の配線材は、チタン硅化物と直接に接触せず、高融点金
属の窒化物が介在するので、アルミ系金属とチタン硅化
物との反応による接合破壊を完全に防ぐことができる。

〔実　施　例〕

本発明全浅す工ばツタ接合の高周波トランジスタについ
て適用し友−実施例につき説明する。

第１図が電極配Ｈ１でなされたトランジスタの断面図で
ある。シリコン基板１内にベース領域３、エミッタ領域
４が形成され、シリコン酸化膜２のそれぞれの開口部に
本発明の電極構造が形成されて−る。各開口ｓＫ：、順
に高融点金属硅化物９．高融点金属窒化物８．アルミ系
金属１０の５層が積層されている。外部配線はアルミ系
金属１０Ｖｃなされる。高融点金属としては、Ｔｉ。

Ｔａ、　Ｍｏ、　Ｗ、の硅化物、窒化物音用いることが
できる。

次に、上記電極の製造につき、工程順に高融点金属がＴ
Ｉである場合につき、第２図を参照して説明する。同図
（ａ）はシリコン基板１にペース領域３．エミッタ領域
４を形成、シリコン酸化膜２にベース開ロｓ５．エミッ
ター開口部６をそれぞれ開けた状態を示す。次にで１層
７ａ、　ＴｉＮ層８ａをスパッタして連続して形成する
（同図（ｂ））。

連続してスパッタするので、作業工数も少なくてすみ、
酸化されやすいＴｉ層７ｍが保護される。

層厚としてＨＴＩ層７ｈ　ｉ３００〜１０００　Ａｏ。

ＴｉＮ、１１８ａ’ｉ　５００〜１０００　Ａｏにする
。上記層形成後、非酸化性零囲気のＮ２　　中で熱処理
すると、同図（ｃ）に示すようにチタンシリサイド層９
ａが形成される。

熱処理条件として、５５０°〜７００℃で１０〜６０分
加熱するとチタンシリサイド層９ａの厚みは・Ｔ　ｉ　
Ｊｌ　７　＆の約１．７倍になる。この条件ではチタン
シリサイド層９ａ　はＴＩＮ層８ａ内には形成されず、
ＴＩＮ層８ａ　によっておおわれた状態になる。次に同
図（ｄ）　Ｋ示すように、アルミニウムでたけプルばニ
ウム会合１４１０ａを蒸着１几はスパッタして１．０〜
２．０μｍ　１ｍ形成し、ホトレジスト１１ｉＣより電
極形状にパターンをつくり、その後同図（、）に示すよ
うにドライエツチングによりアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金層１Ｏａの不要部分全除去することで最終の
電極構造が得られる。

なお、チタンシリサイド／ｉ＃９ａｋ熱処理で形成する
場合、あらかじめＴＩ層７ａとシリコン基板１七の界面
に砒素・燐・ボロン等？イオン注入法により拡散させて
おくと、チタンシリサイド層９の界面の凹凸金少なくす
ることができ、１之ペース領域３の濃度が極端に小さい
ときに比較的容易にオーミック接合を得ることができる
。

〔発明の効果〕

以上、詳しく説明したように、本発明の電極構造では、
電極配線のアルミニウムまたはアルミニラム合金と、高
融点金属の硅化物との接触が高融点金属の窒化物によっ
て遮断されているので熱処理の場会でも相互に反応しな
めので、ＰＮＮ付会全破壊ることがない。ま比高融点金
属の硅化物とシリコン基板とは低抵抗のオーミック接合
を形成することができる。し友がって高周波トランジス
タのように浅い接合を有する半導体素子の電極として、
裏作時の歩留が良く、筐た使用時においても信頼性の高
め１を極を得ることができる。

なお、集積回路にも本発明ｖｉ−適用できることにいう
１でもなく、高速のテイジタル集積回路Ｋ特に有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をトランジスタに通用した実施例につき
装置の断面図を示したもので、第２図はその！！！！造
工程全工程一連の断面図である。 １・・・シリコン基板、　　２・−・シリコン酸化膜、
６・・・ベース領域、　　　４・・・エミッタ鎖酸、５
・・・ベース開口部、　　６・・・′エミッタ開口部、
８・・・高融焦合Ｓ窒化物、９・・・高融点金属硅化物
、１０・・・アルε系金楓、　１１・・・ホトレジスト
、７ａ　−Ｔ　ｉ層、　　　　８ａ−ＴｉＮ層、９ａ・
・・チタンシリサイド層−ｔＯａ・・・アルミニウムま
たはアルミニウム合金層。 特許出願人　　　日本電気株式会社 第　１　図 ４エミ、／ハａｒ 第　２　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリコン半導体装置において、半導体基板から、
   順に高融点金属の硅化物、高融点金属の窒化物、および
   アルミ系金属の３層が積層されてなることを特徴とする
   半導体素子の電極。
2. （２）前記第１項の硅化物がチタン硅化物、窒化物が窒
   化チタン、アルミ系金属がアルミニウムまたはその合金
   である特許請求の範囲第１項記載の半導体素子電極。
3. （３）前記第２項のチタン硅化物が、絶縁膜上に開口部
   を有する半導体基板上にチタン層・窒化チタン層を連続
   して形成した後、５５０℃以上の非酸化性雰囲気中で熱
   処理して生成されたものである特許請求の範囲第２項記
   載の半導体素子電極。